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1、
高考文科數(shù)學
一輪復(fù)習
(極坐標與參數(shù)方程)
第二講 極坐標與參數(shù)方程
目標認知
考試大綱要求:
1. 理解坐標系的作用,了解在平面直角坐標系伸縮變換作用下平面圖形的變化情況;
2. 能在極坐標系中用極坐標表示點的位置,理解在極坐標系和平面直角坐標系中表示點的位置的區(qū)別,能進行極坐標和直角坐標的互化;
3. 能在極坐標系中給出簡單圖形(如過極點的直線、過極點或圓心在極點的圓)的方程.通過比較這些圖形在極坐標系和平面直角坐標系中的方程,理解用方程表示平面圖
2、形時選擇適當坐標系的意義;
4. 了解柱坐標系、球坐標系中表示空間中點的位置的方法,并與空間直角坐標系中表示點的位置的方法相比較,了解它們的區(qū)別;
5. 了解參數(shù)方程,了解參數(shù)的意義,能選擇適當?shù)膮?shù)寫出直線、圓和圓錐曲線的參數(shù)方程;
6. 了解平擺線、漸開線的生成過程,并能推導出它們的參數(shù)方程,了解其他擺線的生成過程,了解擺線在實際中的應(yīng)用,了解擺線在表示行星運動軌道中的作用。
重點、難點:
1.理解參數(shù)方程的概念,了解常用參數(shù)方程中參數(shù)的意義,掌握參數(shù)方程與普通方程的互化。
2.理解極坐標的概念,掌握極坐標與直角坐標的互化;直線和圓的極坐標方程。
3、【知識要點梳理】:
知識點一:極坐標
1.極坐標系
平面內(nèi)的一條規(guī)定有單位長度的射線,為極點,為極軸,選定一個長度單位和角的正方向(通常取逆時針方向),這就構(gòu)成了極坐標系。
2.極坐標系內(nèi)一點的極坐標
平面上一點到極點的距離稱為極徑,與軸的夾角稱為極角,有序?qū)崝?shù)對
就叫做點的極坐標。
?。?)一般情況下,不特別加以說明時表示非負數(shù);
當時表示極點;
當時,點的位置這樣確定:作射線,
使,在的反向延長線上取一點,使得,點即為所求的點。
?。?)點與點()所表示的是同一個點,即角與的終邊是相同的。
綜上所述
4、,在極坐標系中,點與其點的極坐標之間不是一一對應(yīng)而是一對多的對應(yīng),
即,, 均表示同一個點.
3. 極坐標與直角坐標的互化
當極坐標系與直角坐標系在特定條件下(①極點與原點重合;②極軸與軸正半軸重合;③長度單位相同),平面上一個點的極坐標和直角坐標有如下關(guān)系:
直角坐標化極坐標:;
極坐標化直角坐標:.
此即在兩個坐標系下,同一個點的兩種坐標間的互化關(guān)系.
4. 直線的極坐標方程:
?。?)過極點傾斜角為的直線:或?qū)懗杉?
?。?)過垂直于極軸的直線:
5. 圓的極坐標方程:
(1)以極點為圓心,為半徑的圓:.
?。?)
5、若,,以為直徑的圓:
知識點二:柱坐標系與球坐標系:
1. 柱坐標系的定義:
空間點與柱坐標之間的變換公式:
2. 球坐標系的定義:
空間點與球坐標之間的變換公式:
知識點三:參數(shù)方程
1. 概念:一般地,在平面直角坐標系中,如果曲線上任意一點的坐標都是某個變數(shù)的函數(shù):
,并且對于的每一個允許值,方程所確定的點都在這條曲線上,那么方程就叫做這條曲線的參數(shù)方程,聯(lián)系間的關(guān)系的變數(shù)叫做參變數(shù)(簡稱參數(shù)).
相對于參數(shù)方程來說,前面學過的直接給出曲線上點的坐標關(guān)系的方程,叫做曲線的普通方程。
知識點四:常見曲線的參數(shù)方程
1.直線的參數(shù)方程
6、
?。?)經(jīng)過定點,傾斜角為的直線的參數(shù)方程為:
?。閰?shù));
其中參數(shù)的幾何意義:,有,即表示直線上任一點M到定點的距離。(當在上方時,,在下方時,)。
?。?)過定點,且其斜率為的直線的參數(shù)方程為:
(為參數(shù),為為常數(shù),);
其中的幾何意義為:若是直線上一點,則。
2.圓的參數(shù)方程
?。?)已知圓心為,半徑為的圓的參數(shù)方程為:
?。ㄊ菂?shù),);
特別地當圓心在原點時,其參數(shù)方程為(是參數(shù))。
?。?)參數(shù)的幾何意義為:由軸的正方向到連接圓心和圓上任意一點的半徑所成的角。
7、
(3)圓的標準方程明確地指出圓心和半徑,圓的一般方程突出方程形式上的特點,圓的參數(shù)方程則直接指出圓上點的橫、縱坐標的特點。
3. 橢圓的參數(shù)方程
?。?)橢圓()的參數(shù)方程(為參數(shù))。
?。?)參數(shù)的幾何意義是橢圓上某一點的離心角。
如圖中,點對應(yīng)的角為(過作軸,
交大圓即以為直徑的圓于),切不可認為是。
?。?)從數(shù)的角度理解,橢圓的參數(shù)方程實際上是關(guān)于橢圓的一組三角代換。
橢圓上任意一點可設(shè)成,
為解決有關(guān)橢圓問題提供了一條新的途徑。
4. 雙曲線的參數(shù)方程
雙曲線(,)的參數(shù)方程為(為參數(shù))?!?
8、5. 拋物線的參數(shù)方程
拋物線()的參數(shù)方程為(是參數(shù))。
參數(shù)的幾何意義為:拋物線上一點與其頂點連線的斜率的倒數(shù),即。
規(guī)律方法指導:
1、把參數(shù)方程化為普通方程,需要根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征,選取適當?shù)南麉⒎椒? 常見的消參方法有:代入消法 ;加減消參;平方和(差)消參法;乘法消參法;比值消參法;利用恒等式消參法;混合消參法等.
2、把曲線的普通方程化為參數(shù)方程的關(guān)鍵:一是適當選取參數(shù);二是確?;セ昂蠓匠痰牡葍r性, 注意方程中的參數(shù)的變化范
【課前演練】
一、選擇題
1.已知集合,,則=
A.{x|-1≤x<1} B.{x |x>1} C
9、.{x|-1<x<1} D.{x |x≥-1}
2.若復(fù)數(shù)(1+bi)(2+i)是純虛數(shù)(i是虛數(shù)單位,b是實數(shù)),則b=
A.-2 B. C. D.2
3.若函數(shù)f(x)=x3(x∈R),則函數(shù)y=f(-x)在其定義域上是
A.單調(diào)遞減的偶函數(shù) B.單調(diào)遞減的奇函數(shù)
C.單凋遞增的偶函數(shù) D.單涮遞增的奇函數(shù)
4.若向量滿足,與的夾角為,則
A. B. C. D.2
10、
5.客車從甲地以60km/h的速度勻速行駛1小時到達乙地,在乙地停留了半小時,然后以80km/h的速度勻速行駛l小時到達丙地。下列描述客車從甲地出發(fā),經(jīng)過乙地,最后到達 丙地所經(jīng)過的路程s與時間t之間關(guān)系的圖象中,正確的是
二、填空題
11.在平面直角坐標系xOy中,已知拋物線關(guān)于x軸對稱,頂點在原點O,且過點P(2,4),則該拋物線的方程是 .
12.函數(shù)f(x)=xlnx(x>0)的單調(diào)遞增區(qū)間是 .
13.已知數(shù)列{an}的前n項和Sn=n2-9n,則其通項a
11、n= ;若它的第k項滿足5
12、參數(shù)); (2) (,為參數(shù));
?。?) (,為參數(shù)); (4) (為參數(shù)).
思路點撥:
?。?)將第二個式子變形后,把第一個式子代入消參;
?。?)利用三角恒等式進行消參;
(3)觀察式子的結(jié)構(gòu),注意到兩式中分子分母的結(jié)構(gòu)特點,因而可以采取加減消參的辦法;或把用表示,反解出后再代入另一表達式即可消參;
?。?)此題是(3)題的變式,僅僅是把換成而已,因而消參方法依舊,但需要注意、的范圍。
總結(jié)升華:
1
13、. 消參的方法主要有代入消參,加減消參,比值消參,平方消參,利用恒等式消參等。
2.消參過程中應(yīng)注意等價性,即應(yīng)考慮變量的取值范圍,一般來說應(yīng)分別給出、的范圍.在這過程中實際上是求函數(shù)值域的過程,因而可以綜合運用求值域的各種方法.
舉一反三:
【變式1】化參數(shù)方程為普通方程。
?。?)(t為參數(shù)) ; (2)(t為參數(shù)).
【變式2】(1)圓的半徑為_________ ;
?。?)參數(shù)方程(表示的曲線為( )。
A、雙曲線一支,且過點 B、拋物線的一部分,且過點
14、 C、雙曲線一支,且過點 D、拋物線的一部分,且過點
【變式3】(1)直線: (t為參數(shù))的傾斜角為( )。
A、 B、 C、 D、
(2)為銳角,直線的傾斜角( )。
A、 B、 C、 D、
5.已知曲線的參數(shù)方程(、為常數(shù))。
(1)當為常數(shù)(),為參數(shù)()時,說明曲線的類型;
(2)當為常數(shù)且,為參數(shù)時,說明曲線的類型。
思路點撥:通過消參,化
15、為普通方程,再做判斷。
總結(jié)升華:從本例可以看出:某曲線的參數(shù)方程形式完全相同,但選定不同的字母為參數(shù),則表示的意義也不相同,表示不同曲線。因此在表示曲線的參數(shù)方程時,一般應(yīng)標明選定的字母參數(shù)。
舉一反三:
【變式】已知圓錐曲線方程為。
?。?)若為參數(shù),為常數(shù),求此曲線的焦點到準線距離。
?。?)若為參數(shù),為常數(shù),求此曲線的離心率。
【課堂檢測】
16、
選擇題
30.橢圓的兩個焦點坐標是( )。
A.(-3, 5),(-3, -3) B.(3, 3),(3, -5)
C.(1, 1),(-7, 1) D.(7, -1),(-1, -1)
六、1.若直線的參數(shù)方程為,則直線的斜率為( )
A. B.
C. D.
2.下列在曲線上的點是( )
A. B. C. D.
3.將參數(shù)方程化為普通方程為( )
A. B. C. D.
6.極坐標方程表示的曲線為( )
A.一條射
17、線和一個圓 B.兩條直線 C.一條直線和一個圓 D.一個圓
七、1.直線的參數(shù)方程為,上的點對應(yīng)的參數(shù)是,則點與之間的距離是( )
A. B. C. D.
2.參數(shù)方程為表示的曲線是( )
A.一條直線 B.兩條直線 C.一條射線 D.兩條射線
3.直線和圓交于兩點,
則的中點坐標為( )
A. B. C. D.
5.與參數(shù)方程為等價的普通方程為( )
A. B.
C. D.
6.直線被圓所截得的弦長為( )
A. B. C. D.
八、1
18、.把方程化為以參數(shù)的參數(shù)方程是( )
A. B. C. D.
2.曲線與坐標軸的交點是( )
A. B.
C. D.
3.直線被圓截得的弦長為( )
A. B.
C. D.
4.若點在以點為焦點的拋物線上,
則等于( )
A. B.
C. D.
6.在極坐標系中與圓相切的一條直線的方程為( )
A. B.
C. D.
填空題
參、5.把參數(shù)方程(α為參數(shù))化為普通方程,結(jié)果是。
六、1.直線的斜率為__________________
19、____。
2.參數(shù)方程的普通方程為__________________。
3.已知直線與直線相交于點,又點,
則_______________。
4.直線被圓截得的弦長為______________。
七、1.曲線的參數(shù)方程是,則它的普通方程為__________________。
2.直線過定點_____________。
3.點是橢圓上的一個動點,則的最大值為___________。
4.曲線的極坐標方程為,則曲線的直角坐標方程為________________。
5.設(shè)則圓的參數(shù)方程為__________________________。
八、1.已知曲線上的兩點對應(yīng)的參數(shù)分別為,,那么=_______________。
2.直線上與點的距離等于的點的坐標是_______。
3.圓的參數(shù)方程為,則此圓的半徑為_______________。
4.極坐標方程分別為與的兩個圓的圓心距為_____________。
5.直線與圓相切,則_______________。